第一章 专题强化5　带电粒子在叠加场中的运动（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）选择性必修 第二册

专题强化5　带电粒子在叠加场中的运动 ［学习目标］　1.掌握带电粒子在叠加场中运动的两种常见情景（重点）。2.会分析其受力情况和运动情况，能正确运用物理规律解决问题（难点）。 如图所示，思考以下问题： （1）图甲中若小球做匀速圆周运动说明了　　　　　　　　提供向心力，除洛伦兹力外其他力的合力为　　　　，即此时重力与电场力二力平衡。 （2）图乙中若小球做直线运动，则小球一定做　　　　　　　　，即小球受到的合力为　　　　　　，即重力和电场力及洛伦兹力三力处于　　　　　　　　。 1.叠加场 电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存。 2.带电粒子在叠加场中常见的几种运动形式 运动性质 受力特点 方法规律 匀速直线运动 粒子所受的合力为0 平衡条件 匀速圆周运动 除洛伦兹力外，另外两力的合力为零：qE=mg 牛顿第二定律，圆周运动的规律 较复杂的曲线运动 除洛伦兹力外，其他力的合力既不为零，也不与洛伦兹力等大反向 动能定理、能量守恒定律 一、带电粒子在叠加场中的直线运动 例1　（多选）（2023·东莞市东华高级中学高二期中）质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A.该微粒一定带负电荷 B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C.该磁场的磁感应强度大小为 D.该电场的电场强度大小为 二、带电粒子在叠加场中匀速圆周运动 例2　（2024·潮州市高二月考）如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知电场的电场强度为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A.液滴带正电 B.液滴受到重力、电场力、洛伦兹力、向心力作用 C.液滴沿逆时针方向运动 D.液滴比荷= 例3　如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发，以某一初速度沿与x轴正方向的夹角为45°的方向进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（l，l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，重力加速度为g，求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）微粒在复合场中的运动时间。 三、带电粒子在叠加场中的一般曲线运动 例4　如图所示，两平行极板水平放置，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，磁场的磁感应强度为B。一束质量均为m、电荷量均为+q的粒子，以不同速率沿着两板中轴线PQ方向进入板间后，速率为v的甲粒子恰好做匀速直线运动；速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示，A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置，乙粒子全程速率在和之间变化。研究一般的曲线运动时，可将曲线分割成许多很短的小段，这样质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理。不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A.两板间电场强度的大小为 B.乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中，在水平方向上做匀速运动 C.乙粒子偏离中轴线的最远距离为 D.乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为 答案精析 （1）洛伦兹力　零　（2）匀速直线运动　零　平衡状态 例1　ACD　［若微粒带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡，故微粒带负电，故A正确； 微粒如果做 ... ...